JP2687286B2 - 電磁弁制御式燃料噴射装置の初期制御方法 - Google Patents
電磁弁制御式燃料噴射装置の初期制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、電磁弁制御式燃料噴射装置の初期制御方法
に関する。 （従来の技術） ディーゼル機関に用いられる燃料噴射装置の一つとし
て、電磁弁制御式の燃料噴射ポンプを用いたものが開発
されている。この燃料噴射ポンプでは、プランジャの往
復動により容積変化する燃料加圧室が、圧送通路を介し
てエンジンのノズルに連通されるとともに、電磁弁を設
けた逃がし通路を介して低圧室に連通されている。そし
て、上記燃料加圧室の容積を減少させるプランジャの往
路行程において、上記電磁弁が開いた期間では燃料加圧
室から逃がし通路を経て低圧室へ燃料を逃がし、電磁弁
が閉じている期間だけ燃料を燃料加圧室から圧送通路を
経てエンジンのノズルへ圧送するようになっている。 上記電磁弁は、通常は次のようにして制御される。す
なわち、回転検出装置で、エンジンのクランクシャフト
の基準回転位置通過と所定角度毎の回転を実質的に検出
する。制御装置では、上記回転検出装置からの検出信号
を受けてクランクシャフトの回転角度および回転数を演
算し、この回転角度および回転数に基づいて、上記燃料
噴射ポンプの電磁弁の駆動回路に駆動信号を出力し、こ
の電磁弁の開閉磁気を制御することにより、燃料噴射時
期および燃料噴射量を制御する。 ところで、エンジンの始動時には、セルモータを起動
させて、エンジンのクランクシャフトを回転させる。す
ると、クランクシャフトの回転により、上記燃料噴射ポ
ンプで燃料噴射が開始される。この際、クランクシャフ
トが最初にどの位置にあるかは定まっておらず、回転検
出装置により最初にクランクシャフトが基準回転位置を
通過するのを検出するまでは、制御装置でクランクシャ
フトの回転角度を演算することができない。したがっ
て、噴射燃料のタイミングを制御することができない。 従来では、上記問題に対して２つの対処方法があっ
た。第１の対処方法では、クランクシャフトの基準回転
位置通過を検出するまで電磁弁を開くことにより、燃料
加圧室の燃料を逃がし通路から低圧室へ逃がすようにし
ている。 第２の対処方法では、特開昭61−258951号公報に示す
ように、クランクシャフトの基準回転位置通過を検出す
るまで電磁弁を閉じっぱなしにし、燃料加圧室の燃料を
圧送通路からエンジンのノズルへ供給している。 （発明が解決しようとする問題点） 第１の方法では、始動時の初期に燃料が無噴射なの
で、燃料の燃焼によるトルクは全く発生せずセルモータ
のトルクだけで始動を行なうため、始動が不安定になる
欠点があった。 第２の方法では、燃料が過剰に供給され、黒煙の発生
を招く欠点があった。 （問題点を解決するための手段） 本発明の請求項１の要旨は、セルモータの起動信号を
受けてから、回転検出装置からのクランクシャフトの基
準回転位置通過の検出信号を受けるまでの期間では、燃
料噴射装置の制御装置は、クランクシャフトの回転角度
とは無関係に駆動信号としてパルスを間欠的かつ周期的
に出力して電磁弁を繰り返し開閉させ、これにより上記
プランジャの往路行程で燃料の間欠噴射を行わせること
を特徴とする電磁弁制御式噴射装置の初期制御方法にあ
る。 請求項２では、上記パルスのディーティ比は、バッテ
リー電圧およびエンジン冷却水温度の少なくとも一方に
基づいて、その値が低いほど大きくなるように決定され
ることを特徴とする。 （作用） セルモータの起動信号を受けてから、回転検出装置か
らのクランクシャフトの基準回転位置通過の検出信号を
受けるまでの期間では、燃料の間欠噴射を行なうため、
最初から燃料の燃焼によるトルクの助けを借りて始動を
確実に行なえる。また、燃料を過剰に供給しないので、
黒煙の発生を防止することができる。 （実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図から第４図までの図
面に基づいて説明する。第２図には分配型燃料噴射ポン
プ１が示されている。この燃料噴射ポンプ１はポンプハ
ウジング２を有している。ポンプハウジング２の内部は
低圧室３となっており、この低圧室３には、ポンプハウ
ジング２に設置されたフューエルポンプ（図示しない）
からの低圧燃料が満たされている。 ポンプハウジング２の側壁にはプランジャバレル４が
挿入固定され、このプランジャバレル４には、例えば４
つの吸入通路5aと１つの吐出通路5bとを有するプランジ
ャ５が往復動可能でかつ回転可能に挿入されている。プ
ランジャ５の一端は、エンジンのクランクシャフト（図
示しない）に連結された駆動シャフト６に対して、カプ
ラ７により、回転伝達可能で軸方向移動を許容された状
態で連結されている。プランジャ５の一端にはフェイス
カム８が固定されており、このフェイスカム８はスプリ
ングに押されてローラ（図示しない）に接しており、駆
動シャフト６の回転に伴ない、プランジャ５を回転させ
ながら往復動させるようになっている。 プランジャバレル４の奥部には、プランジャ５の往復
動により容積が変化する燃料加圧室10が形成されてい
る。この燃料加圧室10は、プランジャ５の回転角度に応
じ、その吐出通路5bを介して、プランジャバレル４およ
びポンプハウジング２に形成された例えば４つの圧送通
路11に選択的に連なっており、さらに、ポンプハウジン
グ２に設置された４つのデリバリバルブ（図示しない）
と、このデリバリバルブから延びるパイプを介してエン
ジンの各ノズル（図示しない）に連なっている。 燃料加圧室10は、さらに、供給通路12を介して上記低
圧室３に連なるとともに、逃がし通路13a,13bを介して
低圧室３に連なっている。この逃がし通路13a,13b間に
は、電磁弁20が介在されており、この電磁弁20の開閉に
より、逃がし通路13a,13bを介しての燃料の流通および
遮断が制御されるようになっている。 電磁弁20は、逃がし通路13a,13bを互いに連通させる
通路21を有し、この通路21をポペット弁22に開閉するよ
うになっている。ポペット弁22は、コイルスプリング23
により通路21を開く方向に付勢されている。また、ポペ
ット弁22にはアーマチャー24が取り付けられており、こ
のアーマチャー24がコイル25への通電時にステータ26方
向に引き付けられることにより、ポペット弁22がコイル
スプリング23に抗して通路21を閉じるようになってい
る。 第３図には回転検出装置30が示されている。詳述する
と、駆動シャフト６のポンプハウジング２外に突出した
部分には、回転体31が取り付けられている。この回転体
31の周面には、基準トラック31aとスケールトラック31b
が形成されている。基準トラック31aでは、特定箇所
（基準点）がＮ極とＳ極に磁化されている。また、スケ
ールトラック31bでは、例えば10度毎にＮ極とＳ極が交
互に配されている。回転体31の周囲には、この回転体31
の各トラック31a,31bからわずかに離れて、ホール素子
からなる基準点検出用センサ32aおよびスケール検出用
センサ32bがそれぞれ配置されている。基準点検出用セ
ンサ32aでは、基準トラック31aの基準点が通過する毎
に、基準点検出パルスを出力し、これにより、クランク
シャフトが基準回転位置を通過したことを検出するよう
になっている。また、スケール検出用センサ32bでは、
駆動軸６が所定角度例えば10度回転する毎にスケールパ
ルスを出力し、これにより、クランクシャフトの20度毎
の回転を検出するようになっている。 上記電磁弁20は第１図に示す制御装置40により、開閉
制御されるようになっている。 制御装置40は、基準点検出用センサ32aからの基準点
検出パルスとスケール検出用センサ32bからのスケール
パルスを受けてクランクシャフトの回転角度を演算する
回転角度検出回路41を有するとともに、スケール検出用
センサ32bからのスケールパルスを受けてクランクシャ
フトの回転数を演算する回転数検出回路42を有してい
る。なお、これらセンサ32a,32bと検出回路41,42との間
には、波形整形回路等が介在されているが図では省略す
る。 制御装置40は、アクセル踏み込み量、ブースト圧、燃
料温度、バッテリー電圧、エンジン冷却水温度等の各種
センサから検出信号を受けるようになっている。なお、
これら各種センサは図を簡略化するために図中符号35に
より１つにまとめて示されている。また、センサ35と制
御装置40との間にはA/D変換器等が介在されているが図
では省略する。 制御装置40において、回転数検出回路42からの演算結
果と、センサ35からのアクセル踏み込み量、ブースト
圧、燃料温度、バッテリー電圧、エンジン冷却水温度情
報は、それぞれ目標噴射量演算回路43および目標噴射時
期演算回路44に送られ、各演算回路43,44での演算結果
は、パルス幅演算回路45、パルス発生時期演算回路46に
それぞれ送られるようになっている。 また、回転角度検出回路41、パルス幅演算回路45、パ
ルス発生時期演算回路46からの演算結果は、第１の駆動
信号発生回路47に送られ、この駆動信号発生回路47から
の駆動信号が、電磁弁20を駆動するための駆動回路48に
送られるようになっている。 制御装置40における上記構成は従来とほぼ同じであ
る。本実施例では、さらに第２の駆動信号発生回路50を
有している。第２の駆動信号発生回路50は、センサ35か
らバッテリー電圧、エンジン冷却水温度の情報を受け
て、後述の演算を行ない、スタータ信号（セルモータの
起動信号）を受けた時に、上記駆動回路48に駆動信号を
送るようになっている。なお、第１の駆動信号発生回路
47および第２の駆動信号発生回路50と、駆動回路48との
間にはOR回路51が介在されている。 上述構成において、始動時には、スタータスイッチを
オンにして、セルモータを回転させ、エンジンのクラン
クシャフトを強制的に回転させる。すると、駆動シャフ
ト６が回転し、これに伴ないプランジャ５が回転すると
ともに往復動し、その往路行程で燃料加圧室10の燃料を
加圧する。 ところで、クランクシャフトが基準回転位置に達する
までは、基準点検出用センサ32aから基準点検出パルス
が出力されない。したがって、回転角度検出回路41でク
ランクシャフトの回転角度を演算することができず、エ
ンジンの各ピストンの位置が不明であるため、燃料噴射
タイミングを決定することができない。このような状態
の時には、第２の駆動信号発生回路50により電磁弁20の
制御を行なう。 すなわち、第２の駆動信号発生回路50では、センサ35
から送られてくるバッテリー電圧が例えば8Vより低く、
エンジン冷却水温度が０°Ｃより低い場合には、スター
タ信号を受けた時、クランクシャフトの回転角度やピス
トン，プランジャ５の位置とは無関係に、Ｈレベルの駆
動信号を継続的に駆動回路48に送出する。これにより、
電磁弁20のコイル25が通電されポペット弁22による通路
21の閉じ状態が維持される。この結果、プランジャ５の
往路行程において、燃料加圧室10で加圧された燃料は、
逃がし通路13a,13bを経て低圧室３へ逃げず、圧送通路1
1からデリバリバルブ、パイプを経てエンジンのノズル
に至り、ここでエンジンの燃焼室に噴射される。上記の
ようにバッテリー電圧が低くてセルモータの回転トルク
が弱く、エンジン冷却水温度が低くてピストンの摺動抵
抗が大きい場合には、燃焼により発生するトルクを大き
くする必要があるから、燃料噴射量を最大限大きくした
方が好ましいのである。 上記始動時において、バッテリー電圧やエンジン冷却
水温度が所定値より高い場合には、第２の駆動信号発生
回路50で、バッテリー電圧および冷却水温度に応じてパ
ルス幅を演算する。このパルス幅はバッテリー電圧およ
び冷却水温度が低いほど広く、これらが高いほど狭くな
っている。一方、スケール検出用センサ32bから出力さ
れたスケールパルスが、回転角度検出回路41を通過して
上記第２の駆動信号発生回路50に送られる。この第２の
駆動信号発生回路50では、スケールパルスに同期して、
上記演算により得られた幅のパルスからなる駆動信号を
駆動回路48に送る。この結果、電磁弁20が小刻みに開閉
を繰り返し、燃料噴射が間欠的に行なわれる。したがっ
て、バッテリー電圧や冷却水温度に対応した適量の燃料
噴射を実現でき、エンジンの始動を確実に行なうことが
できる。また、燃料噴射量が多すぎて黒煙が発生する不
都合も解消できる。 なお、基準点検出パルスが出力されるまでは、第１の
駆動信号発生回路47の出力はＬレベルである。 上記始動時において、エンジンのクランクシャフトが
２回転するまでの間、すなわち駆動シャフト６が１回転
する間には、クランクシャフトが基準回転角度に達し、
この時、基準点検出用センサ32aから基準点検出パルス
が送出される。この基準点検出パルスは回転角度検出回
路41を通って上記第２の駆動信号発生回路50に送られ、
上記駆動パルスの出力が停止され、通常の始動制御が開
始される。すなわち、回転数検出回路42で検出された回
転数と、センサ35からのアクセル踏み込み量、ブースト
圧、燃料温度、冷却水温度、バッテリー電圧等の情報に
基づいて、目標噴射量演算回路43で目標噴射量が演算さ
れるとともに、目標噴射時期演算回路44で目標噴射時期
が演算される。そして、この目標噴射量に基づいてパル
ス幅演算回路45でパルス幅が演算され、目標噴射時期に
基づいてパルス発生時期演算回路45でパルス発生時期が
演算される。第１の駆動信号発生回路47では，基準点検
出用センサ32aからの基準点検出パルスを受けた後で、
上記演算で得られた時期と幅のパルスを駆動信号として
出力する。このパルス発生により、クランクシャフトの
回転角度に対応して、換言すればエンジンの各ピストン
の位置に対応して最適な燃料噴射制御を行なう。 なお、基準点検出用センサ32aからの基準点検出パル
スが発生するまでの初期制御において、パルス幅の演算
を行なわずにスケールパルスに同期して出力をH,Lのレ
ベルに交互に切り換えることによりデューティ比が50％
のパルス出力してもよい。また、スケールパルスを受け
て例えば20°の回転角度範囲で出力をＨにし、10°の回
転角度範囲でＬにすることにより、デューティ比が66％
のパルスを出力してもよい。 さらに、上記制御装置の要部をマイクロコンピュータ
で構成してもよいことはもち論である。 第５図に示す実施例は制御装置60にマイクロコンピュ
ータ61を用いたものである。このマイクロコンビュータ
61には、基準点検出用センサ32aから基準点検出パルス
が入力されるとともに、スケール検出用センサ32bから
スケールパルスが入力される。また、スタータ信号、前
述したセンサ35からの検出信号も入力される。 マイクロコンピュータ61の制御ポートには、第１のア
ンド回路62が接続されるとともに、インバータ63を介し
て第２のアンド回路64が接続されている。また、マイク
ロコンピュータ61の出力ポートには第１の駆動信号発生
回路65および第２の駆動信号発生回路66が接続されてお
り、これら駆動信号発生回路65,66からの駆動信号は上
記アンド回路62,64にそれぞれ送られるようになってい
る。そして、各アンド回路62,64の出力は、OR回路67を
介して駆動回路48に送られるようになっている。 上記マイクロコンピュータ61では第６図に示すような
演算を行なう。すなわち、スケールパルスの割り込みが
行なわれる毎に、ステップ100でフラグが「１」である
か否かを判別する。フラグが「１」でない時にはステッ
プ101で制御ポートの出力を「０」にし、ステップ102で
初期制御を実行する。すなわち、バッテリー電圧や冷却
水温度に対応したデューティ比を演算し、この演算結果
を第２の駆動信号発生回路66に送出する。この駆動信号
発生回路では、スケールパルスとは無関係にクロックパ
ルスに同期して上記演算により得られたデューティ比を
有するパルスを駆動信号として出力する。この時アンド
回路64には、制御ポートの出力がインバータ63により反
転されて「１」が入力しているから、上記パルスは駆動
回路48に送られ、電磁弁20を小刻みに開閉制御する。こ
の制御を基準点検出パルスが入力されるまで継続する。
なお、上記バッテリー電圧や冷却水温度が所定値より低
い場合には、デューティ比を100％にすることもでき
る。 基準点信号が割り込むと、ステップ200でフラグ
「１」にする。したがって、この後で、スケール信号の
割り込みが行なわれると、ステップ100でフラグ「１」
を判別し、ステップ103でポートを「１」にし、ステッ
プ104で通常の始動制御を実行する。すなわち、前記実
施例と同様にしてパルス幅とパルス発生時期を演算す
る。第１の駆動信号発生回路65では、この演算結果に基
づいてパルスを出力する。この時アンド回路62に制御ポ
ートの出力「１」が入力しているから、上記パルスは駆
動回路48に送られ、電磁弁20を制御する。 なお、上記制御装置60全部をマイクロコンピュータで
構成してもよい。 本発明は上記実施例に制約されず種々の態様が可能で
ある。例えば、噴射開始時期を機械式タイマで制御して
もよい。 回転検出装置は一つのトラックを有する回転体と、一
つのセンサにより構成してもよい。この場合、トラック
の全周の大部分に規約的にＮ極領域とＳ極領域を交互に
配し、１箇所だけ、この配置状態を変えて基準点とす
る。センサでは基準点通過の時に特殊な出力波形とな
り、基準点検出信号を得ることができる。 また、この回転検出装置は歯車と電磁ピックアップセ
ンサで構成してもよい。 さらに、初期制御において、バッテリー電圧と冷却水
温度の他に、回転数や燃料温度等を加えて演算すること
により、駆動信号としてのパルスの幅を決定してもよ
い。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明の請求項１では、始動を
確実に行なえるとともに、この始動の際に燃料を過剰に
供給しないので、黒煙の発生を防止することができる。 また、請求項２では、バッテリー電圧や冷却水温度に
対応した適量の燃料噴射が実現でき、バッテリー電圧や
冷却水温が変化してもエンジンの始動を確実にできる。
に関する。 （従来の技術） ディーゼル機関に用いられる燃料噴射装置の一つとし
て、電磁弁制御式の燃料噴射ポンプを用いたものが開発
されている。この燃料噴射ポンプでは、プランジャの往
復動により容積変化する燃料加圧室が、圧送通路を介し
てエンジンのノズルに連通されるとともに、電磁弁を設
けた逃がし通路を介して低圧室に連通されている。そし
て、上記燃料加圧室の容積を減少させるプランジャの往
路行程において、上記電磁弁が開いた期間では燃料加圧
室から逃がし通路を経て低圧室へ燃料を逃がし、電磁弁
が閉じている期間だけ燃料を燃料加圧室から圧送通路を
経てエンジンのノズルへ圧送するようになっている。 上記電磁弁は、通常は次のようにして制御される。す
なわち、回転検出装置で、エンジンのクランクシャフト
の基準回転位置通過と所定角度毎の回転を実質的に検出
する。制御装置では、上記回転検出装置からの検出信号
を受けてクランクシャフトの回転角度および回転数を演
算し、この回転角度および回転数に基づいて、上記燃料
噴射ポンプの電磁弁の駆動回路に駆動信号を出力し、こ
の電磁弁の開閉磁気を制御することにより、燃料噴射時
期および燃料噴射量を制御する。 ところで、エンジンの始動時には、セルモータを起動
させて、エンジンのクランクシャフトを回転させる。す
ると、クランクシャフトの回転により、上記燃料噴射ポ
ンプで燃料噴射が開始される。この際、クランクシャフ
トが最初にどの位置にあるかは定まっておらず、回転検
出装置により最初にクランクシャフトが基準回転位置を
通過するのを検出するまでは、制御装置でクランクシャ
フトの回転角度を演算することができない。したがっ
て、噴射燃料のタイミングを制御することができない。 従来では、上記問題に対して２つの対処方法があっ
た。第１の対処方法では、クランクシャフトの基準回転
位置通過を検出するまで電磁弁を開くことにより、燃料
加圧室の燃料を逃がし通路から低圧室へ逃がすようにし
ている。 第２の対処方法では、特開昭61−258951号公報に示す
ように、クランクシャフトの基準回転位置通過を検出す
るまで電磁弁を閉じっぱなしにし、燃料加圧室の燃料を
圧送通路からエンジンのノズルへ供給している。 （発明が解決しようとする問題点） 第１の方法では、始動時の初期に燃料が無噴射なの
で、燃料の燃焼によるトルクは全く発生せずセルモータ
のトルクだけで始動を行なうため、始動が不安定になる
欠点があった。 第２の方法では、燃料が過剰に供給され、黒煙の発生
を招く欠点があった。 （問題点を解決するための手段） 本発明の請求項１の要旨は、セルモータの起動信号を
受けてから、回転検出装置からのクランクシャフトの基
準回転位置通過の検出信号を受けるまでの期間では、燃
料噴射装置の制御装置は、クランクシャフトの回転角度
とは無関係に駆動信号としてパルスを間欠的かつ周期的
に出力して電磁弁を繰り返し開閉させ、これにより上記
プランジャの往路行程で燃料の間欠噴射を行わせること
を特徴とする電磁弁制御式噴射装置の初期制御方法にあ
る。 請求項２では、上記パルスのディーティ比は、バッテ
リー電圧およびエンジン冷却水温度の少なくとも一方に
基づいて、その値が低いほど大きくなるように決定され
ることを特徴とする。 （作用） セルモータの起動信号を受けてから、回転検出装置か
らのクランクシャフトの基準回転位置通過の検出信号を
受けるまでの期間では、燃料の間欠噴射を行なうため、
最初から燃料の燃焼によるトルクの助けを借りて始動を
確実に行なえる。また、燃料を過剰に供給しないので、
黒煙の発生を防止することができる。 （実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図から第４図までの図
面に基づいて説明する。第２図には分配型燃料噴射ポン
プ１が示されている。この燃料噴射ポンプ１はポンプハ
ウジング２を有している。ポンプハウジング２の内部は
低圧室３となっており、この低圧室３には、ポンプハウ
ジング２に設置されたフューエルポンプ（図示しない）
からの低圧燃料が満たされている。 ポンプハウジング２の側壁にはプランジャバレル４が
挿入固定され、このプランジャバレル４には、例えば４
つの吸入通路5aと１つの吐出通路5bとを有するプランジ
ャ５が往復動可能でかつ回転可能に挿入されている。プ
ランジャ５の一端は、エンジンのクランクシャフト（図
示しない）に連結された駆動シャフト６に対して、カプ
ラ７により、回転伝達可能で軸方向移動を許容された状
態で連結されている。プランジャ５の一端にはフェイス
カム８が固定されており、このフェイスカム８はスプリ
ングに押されてローラ（図示しない）に接しており、駆
動シャフト６の回転に伴ない、プランジャ５を回転させ
ながら往復動させるようになっている。 プランジャバレル４の奥部には、プランジャ５の往復
動により容積が変化する燃料加圧室10が形成されてい
る。この燃料加圧室10は、プランジャ５の回転角度に応
じ、その吐出通路5bを介して、プランジャバレル４およ
びポンプハウジング２に形成された例えば４つの圧送通
路11に選択的に連なっており、さらに、ポンプハウジン
グ２に設置された４つのデリバリバルブ（図示しない）
と、このデリバリバルブから延びるパイプを介してエン
ジンの各ノズル（図示しない）に連なっている。 燃料加圧室10は、さらに、供給通路12を介して上記低
圧室３に連なるとともに、逃がし通路13a,13bを介して
低圧室３に連なっている。この逃がし通路13a,13b間に
は、電磁弁20が介在されており、この電磁弁20の開閉に
より、逃がし通路13a,13bを介しての燃料の流通および
遮断が制御されるようになっている。 電磁弁20は、逃がし通路13a,13bを互いに連通させる
通路21を有し、この通路21をポペット弁22に開閉するよ
うになっている。ポペット弁22は、コイルスプリング23
により通路21を開く方向に付勢されている。また、ポペ
ット弁22にはアーマチャー24が取り付けられており、こ
のアーマチャー24がコイル25への通電時にステータ26方
向に引き付けられることにより、ポペット弁22がコイル
スプリング23に抗して通路21を閉じるようになってい
る。 第３図には回転検出装置30が示されている。詳述する
と、駆動シャフト６のポンプハウジング２外に突出した
部分には、回転体31が取り付けられている。この回転体
31の周面には、基準トラック31aとスケールトラック31b
が形成されている。基準トラック31aでは、特定箇所
（基準点）がＮ極とＳ極に磁化されている。また、スケ
ールトラック31bでは、例えば10度毎にＮ極とＳ極が交
互に配されている。回転体31の周囲には、この回転体31
の各トラック31a,31bからわずかに離れて、ホール素子
からなる基準点検出用センサ32aおよびスケール検出用
センサ32bがそれぞれ配置されている。基準点検出用セ
ンサ32aでは、基準トラック31aの基準点が通過する毎
に、基準点検出パルスを出力し、これにより、クランク
シャフトが基準回転位置を通過したことを検出するよう
になっている。また、スケール検出用センサ32bでは、
駆動軸６が所定角度例えば10度回転する毎にスケールパ
ルスを出力し、これにより、クランクシャフトの20度毎
の回転を検出するようになっている。 上記電磁弁20は第１図に示す制御装置40により、開閉
制御されるようになっている。 制御装置40は、基準点検出用センサ32aからの基準点
検出パルスとスケール検出用センサ32bからのスケール
パルスを受けてクランクシャフトの回転角度を演算する
回転角度検出回路41を有するとともに、スケール検出用
センサ32bからのスケールパルスを受けてクランクシャ
フトの回転数を演算する回転数検出回路42を有してい
る。なお、これらセンサ32a,32bと検出回路41,42との間
には、波形整形回路等が介在されているが図では省略す
る。 制御装置40は、アクセル踏み込み量、ブースト圧、燃
料温度、バッテリー電圧、エンジン冷却水温度等の各種
センサから検出信号を受けるようになっている。なお、
これら各種センサは図を簡略化するために図中符号35に
より１つにまとめて示されている。また、センサ35と制
御装置40との間にはA/D変換器等が介在されているが図
では省略する。 制御装置40において、回転数検出回路42からの演算結
果と、センサ35からのアクセル踏み込み量、ブースト
圧、燃料温度、バッテリー電圧、エンジン冷却水温度情
報は、それぞれ目標噴射量演算回路43および目標噴射時
期演算回路44に送られ、各演算回路43,44での演算結果
は、パルス幅演算回路45、パルス発生時期演算回路46に
それぞれ送られるようになっている。 また、回転角度検出回路41、パルス幅演算回路45、パ
ルス発生時期演算回路46からの演算結果は、第１の駆動
信号発生回路47に送られ、この駆動信号発生回路47から
の駆動信号が、電磁弁20を駆動するための駆動回路48に
送られるようになっている。 制御装置40における上記構成は従来とほぼ同じであ
る。本実施例では、さらに第２の駆動信号発生回路50を
有している。第２の駆動信号発生回路50は、センサ35か
らバッテリー電圧、エンジン冷却水温度の情報を受け
て、後述の演算を行ない、スタータ信号（セルモータの
起動信号）を受けた時に、上記駆動回路48に駆動信号を
送るようになっている。なお、第１の駆動信号発生回路
47および第２の駆動信号発生回路50と、駆動回路48との
間にはOR回路51が介在されている。 上述構成において、始動時には、スタータスイッチを
オンにして、セルモータを回転させ、エンジンのクラン
クシャフトを強制的に回転させる。すると、駆動シャフ
ト６が回転し、これに伴ないプランジャ５が回転すると
ともに往復動し、その往路行程で燃料加圧室10の燃料を
加圧する。 ところで、クランクシャフトが基準回転位置に達する
までは、基準点検出用センサ32aから基準点検出パルス
が出力されない。したがって、回転角度検出回路41でク
ランクシャフトの回転角度を演算することができず、エ
ンジンの各ピストンの位置が不明であるため、燃料噴射
タイミングを決定することができない。このような状態
の時には、第２の駆動信号発生回路50により電磁弁20の
制御を行なう。 すなわち、第２の駆動信号発生回路50では、センサ35
から送られてくるバッテリー電圧が例えば8Vより低く、
エンジン冷却水温度が０°Ｃより低い場合には、スター
タ信号を受けた時、クランクシャフトの回転角度やピス
トン，プランジャ５の位置とは無関係に、Ｈレベルの駆
動信号を継続的に駆動回路48に送出する。これにより、
電磁弁20のコイル25が通電されポペット弁22による通路
21の閉じ状態が維持される。この結果、プランジャ５の
往路行程において、燃料加圧室10で加圧された燃料は、
逃がし通路13a,13bを経て低圧室３へ逃げず、圧送通路1
1からデリバリバルブ、パイプを経てエンジンのノズル
に至り、ここでエンジンの燃焼室に噴射される。上記の
ようにバッテリー電圧が低くてセルモータの回転トルク
が弱く、エンジン冷却水温度が低くてピストンの摺動抵
抗が大きい場合には、燃焼により発生するトルクを大き
くする必要があるから、燃料噴射量を最大限大きくした
方が好ましいのである。 上記始動時において、バッテリー電圧やエンジン冷却
水温度が所定値より高い場合には、第２の駆動信号発生
回路50で、バッテリー電圧および冷却水温度に応じてパ
ルス幅を演算する。このパルス幅はバッテリー電圧およ
び冷却水温度が低いほど広く、これらが高いほど狭くな
っている。一方、スケール検出用センサ32bから出力さ
れたスケールパルスが、回転角度検出回路41を通過して
上記第２の駆動信号発生回路50に送られる。この第２の
駆動信号発生回路50では、スケールパルスに同期して、
上記演算により得られた幅のパルスからなる駆動信号を
駆動回路48に送る。この結果、電磁弁20が小刻みに開閉
を繰り返し、燃料噴射が間欠的に行なわれる。したがっ
て、バッテリー電圧や冷却水温度に対応した適量の燃料
噴射を実現でき、エンジンの始動を確実に行なうことが
できる。また、燃料噴射量が多すぎて黒煙が発生する不
都合も解消できる。 なお、基準点検出パルスが出力されるまでは、第１の
駆動信号発生回路47の出力はＬレベルである。 上記始動時において、エンジンのクランクシャフトが
２回転するまでの間、すなわち駆動シャフト６が１回転
する間には、クランクシャフトが基準回転角度に達し、
この時、基準点検出用センサ32aから基準点検出パルス
が送出される。この基準点検出パルスは回転角度検出回
路41を通って上記第２の駆動信号発生回路50に送られ、
上記駆動パルスの出力が停止され、通常の始動制御が開
始される。すなわち、回転数検出回路42で検出された回
転数と、センサ35からのアクセル踏み込み量、ブースト
圧、燃料温度、冷却水温度、バッテリー電圧等の情報に
基づいて、目標噴射量演算回路43で目標噴射量が演算さ
れるとともに、目標噴射時期演算回路44で目標噴射時期
が演算される。そして、この目標噴射量に基づいてパル
ス幅演算回路45でパルス幅が演算され、目標噴射時期に
基づいてパルス発生時期演算回路45でパルス発生時期が
演算される。第１の駆動信号発生回路47では，基準点検
出用センサ32aからの基準点検出パルスを受けた後で、
上記演算で得られた時期と幅のパルスを駆動信号として
出力する。このパルス発生により、クランクシャフトの
回転角度に対応して、換言すればエンジンの各ピストン
の位置に対応して最適な燃料噴射制御を行なう。 なお、基準点検出用センサ32aからの基準点検出パル
スが発生するまでの初期制御において、パルス幅の演算
を行なわずにスケールパルスに同期して出力をH,Lのレ
ベルに交互に切り換えることによりデューティ比が50％
のパルス出力してもよい。また、スケールパルスを受け
て例えば20°の回転角度範囲で出力をＨにし、10°の回
転角度範囲でＬにすることにより、デューティ比が66％
のパルスを出力してもよい。 さらに、上記制御装置の要部をマイクロコンピュータ
で構成してもよいことはもち論である。 第５図に示す実施例は制御装置60にマイクロコンピュ
ータ61を用いたものである。このマイクロコンビュータ
61には、基準点検出用センサ32aから基準点検出パルス
が入力されるとともに、スケール検出用センサ32bから
スケールパルスが入力される。また、スタータ信号、前
述したセンサ35からの検出信号も入力される。 マイクロコンピュータ61の制御ポートには、第１のア
ンド回路62が接続されるとともに、インバータ63を介し
て第２のアンド回路64が接続されている。また、マイク
ロコンピュータ61の出力ポートには第１の駆動信号発生
回路65および第２の駆動信号発生回路66が接続されてお
り、これら駆動信号発生回路65,66からの駆動信号は上
記アンド回路62,64にそれぞれ送られるようになってい
る。そして、各アンド回路62,64の出力は、OR回路67を
介して駆動回路48に送られるようになっている。 上記マイクロコンピュータ61では第６図に示すような
演算を行なう。すなわち、スケールパルスの割り込みが
行なわれる毎に、ステップ100でフラグが「１」である
か否かを判別する。フラグが「１」でない時にはステッ
プ101で制御ポートの出力を「０」にし、ステップ102で
初期制御を実行する。すなわち、バッテリー電圧や冷却
水温度に対応したデューティ比を演算し、この演算結果
を第２の駆動信号発生回路66に送出する。この駆動信号
発生回路では、スケールパルスとは無関係にクロックパ
ルスに同期して上記演算により得られたデューティ比を
有するパルスを駆動信号として出力する。この時アンド
回路64には、制御ポートの出力がインバータ63により反
転されて「１」が入力しているから、上記パルスは駆動
回路48に送られ、電磁弁20を小刻みに開閉制御する。こ
の制御を基準点検出パルスが入力されるまで継続する。
なお、上記バッテリー電圧や冷却水温度が所定値より低
い場合には、デューティ比を100％にすることもでき
る。 基準点信号が割り込むと、ステップ200でフラグ
「１」にする。したがって、この後で、スケール信号の
割り込みが行なわれると、ステップ100でフラグ「１」
を判別し、ステップ103でポートを「１」にし、ステッ
プ104で通常の始動制御を実行する。すなわち、前記実
施例と同様にしてパルス幅とパルス発生時期を演算す
る。第１の駆動信号発生回路65では、この演算結果に基
づいてパルスを出力する。この時アンド回路62に制御ポ
ートの出力「１」が入力しているから、上記パルスは駆
動回路48に送られ、電磁弁20を制御する。 なお、上記制御装置60全部をマイクロコンピュータで
構成してもよい。 本発明は上記実施例に制約されず種々の態様が可能で
ある。例えば、噴射開始時期を機械式タイマで制御して
もよい。 回転検出装置は一つのトラックを有する回転体と、一
つのセンサにより構成してもよい。この場合、トラック
の全周の大部分に規約的にＮ極領域とＳ極領域を交互に
配し、１箇所だけ、この配置状態を変えて基準点とす
る。センサでは基準点通過の時に特殊な出力波形とな
り、基準点検出信号を得ることができる。 また、この回転検出装置は歯車と電磁ピックアップセ
ンサで構成してもよい。 さらに、初期制御において、バッテリー電圧と冷却水
温度の他に、回転数や燃料温度等を加えて演算すること
により、駆動信号としてのパルスの幅を決定してもよ
い。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明の請求項１では、始動を
確実に行なえるとともに、この始動の際に燃料を過剰に
供給しないので、黒煙の発生を防止することができる。 また、請求項２では、バッテリー電圧や冷却水温度に
対応した適量の燃料噴射が実現でき、バッテリー電圧や
冷却水温が変化してもエンジンの始動を確実にできる。
【図面の簡単な説明】
第１図から第４図までの図面は本発明の一実施例を示す
ものであり、第１図は制御装置の回路図、第２図は燃料
噴射ポンプの要部断面図、第３図は検出装置の斜視図、
第４図は初期燃料噴射制御のタイムチャートである。ま
た、第５図，第６図は本発明の他の実施例を示し、第５
図は制御装置の回路図、第６図はマイクロコンピュータ
での演算処理を示すフローチャートである。 １……燃料噴射ポンプ、３……低圧室、５……プランジ
ャ、６……駆動シャフト、10……燃料加圧室、11……圧
送通路、13a,13b……逃がし通路、20……電磁弁、30…
…検出装置、40,60……制御装置。
ものであり、第１図は制御装置の回路図、第２図は燃料
噴射ポンプの要部断面図、第３図は検出装置の斜視図、
第４図は初期燃料噴射制御のタイムチャートである。ま
た、第５図，第６図は本発明の他の実施例を示し、第５
図は制御装置の回路図、第６図はマイクロコンピュータ
での演算処理を示すフローチャートである。 １……燃料噴射ポンプ、３……低圧室、５……プランジ
ャ、６……駆動シャフト、10……燃料加圧室、11……圧
送通路、13a,13b……逃がし通路、20……電磁弁、30…
…検出装置、40,60……制御装置。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．（イ）プランジャの往復動により容積変化する燃料
加圧室が、圧送通路を介してエンジンのノズルに連通さ
れるとともに、電磁弁を設けた逃がし通路を介して低圧
室に連通され、上記燃料加圧室の容積を減少させるプラ
ンジャの往路行程において、上記電磁弁が開いた期間で
は燃料加圧室から逃がし通路を経て低圧室へ燃料を逃が
し、電磁弁が閉じている期間だけ燃料を燃料加圧室から
圧送通路を経てエンジンのノズルへ圧送するのを許容す
るようにした燃料噴射ポンプと、 （ロ）エンジンのクランクシャフトの基準回転位置通過
と所定角度毎の回転を実質的に検出する回転検出装置
と、 （ハ）上記回転検出装置からの検出信号を受けてクラン
クシャフトの回転角度および回転数を演算し、この回転
角度および回転数に基づいて、上記燃料噴射ポンプの電
磁弁の駆動回路に駆動信号を出力し、この電磁弁を制御
することにより燃料噴射を制御する制御装置 とを備えた燃料噴射装置において、上記制御装置は、セ
ルモータの起動信号を受けてから、上記回転検出装置か
らクランクシャフトの基準回転位置通過の検出信号を受
けるまでの期間では、クランクシャフトの回転角度とは
無関係に駆動信号としてパルスを間欠的かつ周期的に出
力して電磁弁を繰り返し開閉させ、これにより上記プラ
ンジャの往路行程で燃料の間欠噴射を行わせることを特
徴とする電磁弁制御式燃料噴射装置の初期制御方法。 ２．上記パルスのディーティ比は、バッテリー電圧およ
びエンジン冷却水温度の少なくとも一方に基づいて、そ
の値が低いほど大きくなるように決定されることを特徴
とする請求項１に記載の電磁制御式燃料噴射装置の初期
制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62098705A JP2687286B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 電磁弁制御式燃料噴射装置の初期制御方法 |
| KR1019880001975A KR900007819B1 (ko) | 1987-04-23 | 1988-02-26 | 전자밸브 제어식 연료분사장치의 초기 제어방법 |
| US07/177,994 US4800861A (en) | 1987-04-23 | 1988-04-05 | Fuel injection system electromagnetic-valve controlled type |
| DE3813676A DE3813676A1 (de) | 1987-04-23 | 1988-04-22 | Kraftstoffeinspritzeinrichtung fuer einen motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62098705A JP2687286B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 電磁弁制御式燃料噴射装置の初期制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63266139A JPS63266139A (ja) | 1988-11-02 |
| JP2687286B2 true JP2687286B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=14226921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62098705A Expired - Lifetime JP2687286B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 電磁弁制御式燃料噴射装置の初期制御方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4800861A (ja) |
| JP (1) | JP2687286B2 (ja) |
| KR (1) | KR900007819B1 (ja) |
| DE (1) | DE3813676A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
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| DE3375596D1 (en) * | 1982-11-25 | 1988-03-10 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Fuel injection timing control system |
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| JPH07116975B2 (ja) * | 1985-05-23 | 1995-12-18 | 株式会社ゼクセル | 燃料噴射装置 |
| JPH0658223B2 (ja) * | 1985-06-13 | 1994-08-03 | 株式会社ゼクセル | 回転装置用タイミング信号発生装置 |
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-
1987
- 1987-04-23 JP JP62098705A patent/JP2687286B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-02-26 KR KR1019880001975A patent/KR900007819B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-04-05 US US07/177,994 patent/US4800861A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-04-22 DE DE3813676A patent/DE3813676A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US4800861A (en) | 1989-01-31 |
| KR880012882A (ko) | 1988-11-29 |
| JPS63266139A (ja) | 1988-11-02 |
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| DE3813676A1 (de) | 1988-11-17 |
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